大型发电机组支接于高压线路的系统继电保护
《电力系统自动装置》复习思考题参考答案
《电力系统自动装置》复习题参考答案绪论复习思考题1、简述电力系统自动装置的作用。
答:电力系统自动装置是保证电力系统安全运行、稳定运行、经济运行和避免电力系统发生大面积故障的自动控制保护装置。
2、电力系统自动装置有哪些功能?答:电力系统自动装置的功能主要有:(1)配合继电保护装置提高供电的可靠性;(2)保障电网的安全运行,防止故障的进一步扩大;(3)保证电能质量,使电力系统稳定运行和经济运行。
3、电力系统自动装置有哪些类型?答:电力系统自动装置有自动操作型和自动调节型。
而自动操作型又可分为正常操作型和反事故操作型。
第一章复习思考题1、AA T装置有何用途?答:备用电源和设备自动投入装置的作用是在当工作电源因故障被断开后,能自动、迅速地将备用电源或设备投入工作或将用户切换到备用电源上,使负荷不至于停电的一种自动装置,保证用户供电的可靠性和电力系统安全运行。
2、对AAT装置有哪些基本要求?答:AA T装置应满足以下基本要求:(1)保证工作电源或设备断开后,备用电源或设备才能投入;(2)工作母线突然失压时AA T应能动作;(3)AAT装置应保证只动作一次;(4)发电厂用AA T装置运行方式应灵活;(5)应校验AAT动作时备用电源过负荷情况;(6)备用电源投于故障时应使其保护加速动作;(7)AAT装置动作过程应使负荷中断供电的时间尽可能短。
3、为什么要求AAT装置只能动作一次?答:当工作母线发生持续性短路故障或引出线上发生未被出线断路器断开的持续性故障时,备用电源或设备第一次投入后,由于故障仍然存在,继电保护装置动作,将备用电压或设备断开。
此后,不允许再次投入备用电压或设备,以免对系统造成不必要的冲击,因此,AA T 装置只能动作一次。
4、简述明备用和暗备用的含义。
答:明备用方式是指备用电源在正常情况下不运行,处于停电备用状态,只有在工作电源发生故障时才投入运行的备用方式。
暗备用方式是指两个电源平时都作为工作电源各带一部分自用负荷且均保留有一定的备用容量,当一个电源发生故障时,另一个电源承担全部负荷的运行方式。
18 防止继电保护事故题库
18 防止继电保护事故一.填空:1.220kV及以上主变压器及新建100MW及以上容量的发电机变压器组应按双重化配置(非电气量保护除外)保护。
2.保证继电保护操作电源的可靠性,防止出现二次寄生回路,提高继电保护装置抗干扰能力。
3.两套保护装置的交流电流应分别取自电流互感器互相独立的绕组;交流电压宜分别取自电压互感器互相独立的绕组。
其保护范围应交叉重叠,避免死区。
4.双重化配置的两套保护装置之间不应有电气联系。
与其他保护、设备(如通道、失灵保护等)配合的回路应遵循相互独立且相互对应的原则,防止因交叉停用导致保护功能的缺失。
5.采用双重化配置的两套保护装置应安装在各自保护柜内,并应充分考虑运行和检修时的安全性。
6.继电器和保护装置的直流工作电压,应保证在外部电源为80~115%额定电压条件下可靠工作。
7.智能变电站的保护设计应遵循相关标准、规程和反事故措施的要求。
8.双母线接线变电站的母差保护、断路器失灵保护,除跳母联、分段的支路外,应经复合电压闭锁。
9.非电量保护及动作后不能随故障消失而立即返回的保护(只能靠手动复位或延时返回)不应启动失灵保护。
10.发电厂升压站监控系统的电源、断路器控制回路及保护装置电源,应取自升压站配置的独立蓄电池组。
11.继电保护装置的配置和选型,必须满足有关规程规定的要求,并经相关继电保护管理部门同意。
保护选型应采用技术成熟、性能可靠、质量优良的产品。
12.依照双重化原则配置的两套保护装置,每套保护均应含有完整的主、后备保护,能反应被保护设备的各种故障及异常状态,并能作用于跳闸或给出信号。
13.有关断路器的选型应与保护双重化配置相适应,220kV及以上断路器必须具备双跳闸线圈机构。
两套保护装置的跳闸回路应与断路器的两个跳闸线圈分别一一对应。
14.应根据系统短路容量合理选择电流互感器的容量、变比和特性,满足保护装置整定配合和可靠性的要求。
15.并网发电厂均应制定完备的发电机带励磁失步振荡故障的应急措施,300MW及以上容量的发电机应配置失步保护。
十八项反措考试判断题汇总附带答案
12.双母线接线变电站的母差保护、断路器失灵保护、除跳母联、分段的支路外,可以不经复合电压
闭锁。
错误
正确答案是:双母线接线变电站的母差保护、断路器失灵保护、除跳母联、分段的支路外,应经复合电压闭锁。
13. 220kV 及以上电压等级的母联、 母线分段断路器应按断路器配置专用的、具备瞬时和延时跳闸功能的过电流保护装置。
错误
2正确答案是:分散布置的保护就地站、通信室与集控室之间,应使用截面不少于100 mm的铜缆(排)2
可靠连接,连接点应设在室内等电位接地网与厂、站主接地网连接处。
46.开关场的就地端子箱内应设置截面不少于 100 mm 2 的裸铜排,并使用截面不少于 100 mm 2 的铜缆与电缆沟道内的等电位接地网连接。
21.线路-变压器和线路-发变组的线路和主设备电气量保护均应起动断路器失灵保护。当本侧断路器无法切除故障时,应采取起动远方跳闸等后备措施加以解决。
正确
22.变压器的断路器失灵时,除应跳开失灵断路器相邻的全部断路器外,还应跳开本变压器连接其他侧的断路器。
错误
正确答案是:变压器的断路器失灵时,除应跳开失灵断路器相邻的全部断路器外,还应跳开本变压器连接其他电源侧的断路器。
错误
正确答案是:当并网电厂发电机失步振荡中心在发变组外部,并网电厂应制定应急措施,经一定延时解列发电机,并将厂用电源切换到安全、稳定的备用电源。
27.当发电机振荡电流超过允许的耐受能力时,应解列发电机,并保证断路器断开时的电流不超过断路器允许开断电流。
正确
28.当失步振荡中心在发变组内部,失步运行时间超过整定值或电流振荡次数超过规定值时,保护动作于解列,多台并列运行的发变组应采用同延时的解列方式。
发电机组继电自动保护装置整定计算书
发电机组继电自动保护装置整定计算书第一章绪论第一节继电保继电保护概述电力系统在运行中,由于电气设备的绝缘老化、损坏、雷击、鸟害、设备缺陷或误操作等原因,可能发生各种故障和不正常运行状态。
最常见的而且也是最危险的故障是各种类型的短路,最常见的不正常运行状态是过负荷,最常见的短路故障是单相接地。
这些故障和不正常运行状态严重危及电力系统的安全和可靠运行,这就需要继电保护装置来反应设备的这些不正常运行状态。
所谓继电保护装置,就是指能反应电力系统中电气设备所发生的故障或不正常状态,并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
它的基本作用是:⑴当电力系统发生故障时,能自动地、迅速地、有选择性地将故障设备从电力系统中切除,以保证系统其余部分迅速恢复正常运行,并使故障设备不再继续遭受损坏。
⑵当系统发生不正常状态时,能自动地、及时地、有选择性地发出信号通知运行人员进行处理,或者切除那些继续运行会引起故障的电气设备。
可见,继电保护装置是电力系统必不可少的重要组成部分,对保障系统安全运行、保证电能质量、防止故障的扩大和事故的发生,都有极其重要的作用。
为完成继电保护的基本任务,对于动作于断路器跳闸的继电保护装置,必须满足以下四项基本要求:⑴选择性选择性是指电力系统发生故障时,继电保护仅将故障部分切除,保障其他无故障部分继续运行,以尽量缩小停电范围。
继电保护装置的选择性,是依靠采用合适类型的继电保护装置和正确选择其整定值,使各级保护相互配合而实现的。
⑵快速性为了保证电力系统运行的稳定性和对用户可靠供电,以及避免和减轻电气设备在事故时所遭受的损害,要求继电保护装置尽快地动作,尽快地切除故障部分。
但是,并不是对所有的故障情况,都要求快速切除故障,应根据被保护对象在电力系统中的地位和作用,来确定其保护的动作速度。
(3)灵敏性灵敏性是继电保护装置对其保护范围内发生的故障或不正常工作状态的反应能力,一般以灵敏系数K表示。
灵敏系数K越大,说明保护的灵敏度越高。
发电机的继电保护
6. 反应100%定子绕组的接地保护 一是零序电压保护,能保护定子绕组的85%以上 二是用来消除零序电压保护不能保护的死区
发电机中性点加固定的工频偏移电压 附加直流或低频电源,将其电流注入定子绕组 利用发电机固有的三次谐波电势
23
发电机三次谐波电势的分布特点
US3
C0 f
1
U N 3 C0 f 2C0S
42
系统振荡时机端测量阻抗
X s 0 Z f gmin jX d / 2
43
4. 失磁保护的构成方式
44
转子低电压判据失磁保护方案
45
1.6 发电机-变压器组继电保护 的特点
1. 发电机-变压器组纵差保护的特点
47
2. 发变组中定子单相接地保护的特点
发变组中,发电机的中性点以不安不接地或经消 弧线圈接地
1. 发电机的故障类型及保护方式
定子绕组
• 定子绕组及引出线相间短路:采用纵差保护 • 定子绕组匝间短路:采用横差保护 • 定子绕组单相接地:采用零序电流和零序电压保护
转子绕组
• 转子绕组一点或两点接地:采用定期检测装置,或采 用一点和两点接地保护
• 转子绕组励磁电流消失:自动灭磁开关断开时连锁断 开发电机的断路器,或采用发电机失磁保护
i22dt
I
2 2*
t
A
发电机 凸级式发电
机或调相机
A
40
空气或氢气表面 冷却的隐极式发 电机
30
导线直接冷却的 100~300MW汽 轮发电机
6~15
发电机组容量越大,承受负序过负荷的能力越小,即A值越小
29
定子负序过电流保护的作用
主保护:对定子绕组电流不平衡而引起转子过热 的一种保护,是发电机的主保护之一
第五讲 继电保护-发电机保护
六、定子绕组匝间短路保护
1、定子绕组匝间短路类型 定子绕组接线方式有两种:双星形接线和单星形接线
定子绕组匝间短路类型主要有:同相同分支;同相不同分支;不同 相间;定子开焊。
2、单元件式横差电流保护
1)基本原理 :发生匝间短路故障时,由于双Y接线绕组的中性点连线上有电流出
现,因此,取用中性点连线上的电流可以构成定子绕组的匝间短路保护。
电流
电
机
纵
差 保
代号
KZ
Iq
Ig
U2
Is
Ict
Ie (IN)
护
定
值
整定
清 单
范围
0.1~1.8
0.05~10
0.5~10
1~30
1~20
0.8~1.2
0.5~8
单位
安
安
伏
倍数
倍数
安
(三)比率制动式发电机纵差保护 定值整定
①启动电流Iact0 按躲过正常工况下最大不平衡差流来整定。
不平衡差流产生的原因:主要是差动保护两侧 TA的变比误差,保护装置中通道回路的调整误差。对 于不完全纵差,尚需考虑发电机每相各分支电流的不 平衡。
定子绕组
A B
C
装置交流模件
专用TV
3U0
逻辑框图
为防止专用TV一次断线时保护误动,引入TV断线闭锁;另外,为防止区外 故障或其他原因(例如,专用TV回路有问题)产生的纵向零序电压使保护 误动,引入负序功率方向闭锁。负序功率方向判据采用开放式(即允许式)
发电机额定电流IN.G
n Ie IN .G
Pe
3Ue TA cos
⑦差动保护灵敏度校验
必须满足机端两相金属性短路时,差动保护的 灵敏系数:
继电保护及自动装置配置
继电保护及自动装置配置1.保护及自动装置配置电力系统继电保护及自动装置是指在电网发生故障或异常运行时起控制的自动装置。
电力系统中自动装置,用于防止电力系统稳定破坏或事故扩大而造成大面积停电或对重要客户的供电时间中断。
1.1继电保护保护配置图6-10是600MW(300MW),500kV发编组单元的保护配置图,保护配置选用DGT-801型数字式发电机变压器保护配置,高压侧为3/2断路器,发电机匝间(横差保护)、主变纵差保护。
发电机后备和异常运行保护为对称过负荷(反时限)保护、不对称过负荷(反时限)保护、复合电压过流保护、过电压保护、失磁保护、失步保护、100%定子接地保护转子一点和两点接地保护、低频保护。
主变压器后备和异常运行保护为主变阻抗保护,零序电流保护。
(按照规程要求说明主保护、后备保护、异常保护)1.2发电机组安全自动装置的配置(1)备用电源和备用设备自动投入装置。
对于发电厂用电系统,由于其故障所引起的严重后果,必须加强厂用电的供电可靠性。
但对于厂电来讲,采用环网供电,往往是用电系统的运行及其继电保护装置更加复杂化,反而会造成更严重的事故,因而多采用所谓辐射性的供电网络,为了提高其供电可靠性,往往采用备用电源自动投入装置BZT。
发电机准同期并列是发电厂很频繁的日常操作,如果操作错误,导致冲击电流过大,可能使机组的大轴扭曲及引起发电机的绕组线圈变形、撕裂、绝缘损坏,眼中的肺通气并列会造成机组和电网事故,所以电力部门将并网自动化列为电力系统化的一项重要任务。
另外,随着计算机技术的发展和电力系统自动化水平的不断提高,对同期设备的可靠性、可操作性等性能也提出了更高的要求。
(2)PSS-660型数字式自动准同期装置。
PSS-660型数字是自动准同期装置主要实现数目可配置的1~16个对象的线路型同期或机组型自动准同期。
PSS-660型适用于各种场合的发电机组或线路并网。
(选取不同装置介绍)(3)WBKQ-01B微机型设备电源快速切换装置。
国家电网十八项重大反事故措施
国家电网公司十八项电网重大反事故措施1 防止人身伤亡事故1.1 加强作业场所的危险点分析和做好各项安全措施1.1.1 各单位工作或作业场所的各项安全措施必须符合《国家电网公司电力安全工作规程》(国家电网安监〔2005〕83号)和DL5009《电力建设安全工作规程》的有关要求。
1.1.2 各单位要根据工作内容认真做好作业现场危险点分析工作,并根据危险点分析做好安全措施。
要定期检查危险点分析工作。
1.1.3 在作业现场对可能发生人身伤害事故的地方,应设立安全警示牌,并有可靠的防护措施。
对交叉作业的现场应有交叉作业的安全防护措施。
1.2 加强作业人员培训1.2.1定期组织对本单位有关作业人员进行安全技术培训,提高安全防护水平。
特别是临时、新参加工作人员必须强化安全技术培训,并在证明其具备必要安全技能情况下,指定有工作经验的人员带领下方可工作,禁止在没有监护的条件下指派临时、新参加工作人员单独从事有危险的工作。
1.2.2 各单位应经常进行各种形式的安全思想教育,提高职工的安全防护意识,学会安全防护方法及在发生伤害事故情况下自救和互救的方法。
1.2.3 要有针对性对各种作业人员(包括工作票签发人、工作负责人、工作许可人、工作操作监护人)定期进行安全规程、制度的培训,务使其熟练地掌握有关安全措施和要求,明确各自的安全职责,严把安全关。
1.3 加强外包工程人员管理1.3.1 加强对各种承包工程的安全管理,明确业主、监理、承包商的安全责任,做到严格管理,安全措施完善,并根据有关规定严格考核。
1.3.2 在有危险性的电力生产区域内作业,如有可能引电力设施引发火灾、爆炸、触电、高空坠落、中毒、窒息、机械伤害、烧烫伤等容易引起人员伤害、电网事故、设备事故的场所作业,发包方应事先进行安全技术较低,要求承包方制定安全措施,并配合做好相关的安全措施。
1.4 加强安全工器具的检查在防止触电、高处坠落、机械伤害、灼烫伤等人身伤害事故方面,应认真贯彻安全组织措施和技术措施,并配备充足合格的经国家或省、部级质检机构检测合格的、可靠性高的安全工器具和防护用品,并根据有关标准、规程要求定期检验,淘汰不合格的工器具和防护用品,以提高作业的安全水平。
复试继电保护复习题
第一章概述一、名词解释1、继电器:继电器是当达到整定值时,将突然改变输出状态的一种自动器件。
2、继电保护装置:是由一个或若干个继电器连接而成,以实现某个(些)继电保护功能的装置。
3、选择性:是指首先由故障设备的保护切除故障,系统中非故障部分仍继续运行,以尽量缩小停电范围。
当其保护或断路器拒动时,才由相邻设备的保护或断路器失灵保护切除故障。
4、速动性:是指保护装置应能尽快切除短路故障。
5、灵敏性:是指在设备的被保护范围内发生金属性短路时,保护装置具有的反应能力。
6、可靠性:是指保护装置该动作时应动作,不该动作时别动作。
二、填空题1、故障发生后对电力系统将造成的后果有:(烧坏故障设备)、(影响用户正常工作和产品质量)、(破坏电力系统稳定运行)。
2、电气设备运行超过额定电流时将引起:(过热)、(加速绝缘老化)、(降低寿命)、(引起短路)等。
3、继电保护的基本任务是(当电力系统故障时,能自动、快速、有选择地切除故障设备,使非故障设备免受损坏,保证系统其余部分继续运行);(当发生异常情况时,能自动、快速、有选择地发出信号,由运行人员进行处理或切除继续运行会引起故障的设备)。
4、继电器是(当输入量达到整定值时将改变输出状态)的一种自动器件。
继电保护装置由(一个或若干个继电器相连接)组成,一般分(测量)、(逻辑)、(执行)部分。
5、缩短故障切除时间就必须(缩短保护动作时间)和(减小断路器的跳闸时间)。
三、问答题1、电力系统常见的故障、异常工作情况和事故是指什么?它们之间有何不同?又有何联系?答:最常见的故障指各种类型的短路,包括单相接地、两相短路、两相接地短路、三相短路和发电机、变压器绕组的匝间短路等。
此外,还有输电线路,以及短路与断线组合的复故障等。
不正常情况指电气设备或线路正常工作遭到破坏,如过负荷、过电压、电力系统振荡、频率降低等,但未形成故障。
事故指人员伤亡、设备损坏、电能质量下降超过允许值和停电等。
电力系统继电保护原理
(8)误上电。由于600MW发电机一变压器组出线一般为3 /2断路器接线,在发电机并网前误合发电机断路器的 几率增大,国外有由于误合闸而导致发电机损伤的报 道。
被保护的设备正常运行时,输入量不会越过整 定值或边界,自动化开关是打开的,没有输出 量,保护装置不动作;当被保护设备发生故障 或出现不正常工作状态时,输入量就会越过整 定值或边界,自动化开关自动闭合,有输出量 及保护装置动作。
继电保护装置一般由三个部分组成,即测量部 分、逻辑部分和执行部分 。
此对以下这些状态的处理也同样必须及时,准确小的负序电流流经定子绕组就可能会引起转子部件 的严重过热,甚至会烧损转子铁芯、槽锲和护环。大 机组上,一般都配置两套反应负序过流的保护。
(2)定子对称过流。当外部发生对称三相短路时,会引 起发电机定子过热,因此应有反应对称过流的保护。
三. 继电保护的作用原理
电力系统发生短路时,电气量将发生下述变化。 1.电流增大,在短路点与电回间直接联
系的电气设备上的电流会增大。 2.电压降低。系统故障相的相电压或相
间电压会下降,而且离故障点愈近,电压下降 愈多,甚至降为零。
3.电流电压间的相位角会发生变化。
利用短路时这些电气量的变化,可以构成各种 作用原理的继电保护。
1)测量回路1的作用是测量被保护设备物理量 (申流、电压、功率方向等)的变化,以确定 电力系统是否发生故障和不正常工作情况,而 后输出出相应的讯号至逻辑回路。 即:从被保
护设备来的输入信号通过测量部分形成有关量, 与给定的整定值或设定的边界进行比较,判断 出保护是否启动。
2)逻辑回路的作用是根据测量回路的输 出讯号进行逻辑判断,以确定是否向执 行回路发出相应的讯号。即:根据测量 部分输出量的大小、性质、出现的顺序 或他们的组合,按规定的逻辑关系工作, 确定是否将断路器跳闸或发出信号,并 将命令转送给执行部分;
电力系统继电保护
电力系统继电保护摘要:一种自动的测量和装置,它是指在电力系统中的发电机、线路等部件或电力系统自身出现故障而威胁到电力系统的安全操作时,可以对操作人员发出警报,或直接给受控制的断路器下达跳闸指令,以结束此类事故的发展。
完成此项自动控制的成套设备通常称为继电保护。
编者将对继电保护的基本原理、基本要求、基本任务、分类和设备的继电保护。
关键词:电力系统;继电保护;基本原理一、基本原理继电器应具备正确区分受保护部件是否在正常工作或出现故障、是否在保护区范围或区域以外。
为了达到这种目的,必须从电力系统故障前后的电物量的变化特点出发,建立起保护设备的安全防护功能。
在电力系统故障后,工频电气量的变化表现为:1)增加了电流。
当发生短路时,在断路处与供电端的电力装置及传输线的电流会从负载电流增加到远大于负载电流。
2)电压下降(voltage)。
在相间和接地之间出现短路时,系统中各个点的相位电压或相电压都会降低,并且随着距离短路点的增加而降低。
3)电流和电压的相位角度发生变化。
当三相短路时,电流和电压的相角是负载的功率因数角,通常为20度左右,当三相短路时,电流和电压的相角是60~85度,而当保护反向短路时,电流和电压的相位角度为180°+(60°~85°)。
4)测量阻抗发生变化。
测量电阻,也就是测量点的电压和电流的比率(在保护装置上)。
在正常工作状态下,测得的阻抗是负载阻抗;当金属短路时,测量的阻抗向线路的阻抗转换,当发生故障时,测量的阻抗明显降低,而阻抗角增加。
非对称短路时,会产生相序成分,例如,当两相或单相接地短路时,会产生负序电流和负序电压;在单相接地的情况下,会产生负、零序和电压分量。
这些分量在正常运行时是不出现的。
根据短路故障时的电量变化,可以根据不同的原理,组成继电保护。
另外,除上述的反应工频电气量保护外,还提供了气体保护、继电保护等反应非工频电容量保护。
二、基本要求要实现继电保护装置任务,必须满足四个基本的技术需求:选择性、速度性、灵敏度、可靠性。
DL-T 684-1999大型发电机变压器继电保护整定计算导则Word版
K45备案号:6763—2000中华人民共和国电力行业标准DL/T 684—1999大型发电机变压器继电保护整定计算导则Guide of calculating settings of relayprotection for large generator and transformer2000-02-24批准2000-07-01实施中华人民共和国国家经济贸易委员会发布前言本标准根据原能源部1992年电供函[1992]11号《关于组织编制大机组继电保护装置运行整定条例函》的要求以及广大继电保护工作者的迫切需要而制定。
本标准的制定和实施将对提高发电机变压器继电保护装置的正确动作率、保障电气设备的安全及维持电力系统的稳定运行有重要意义。
在国家电力调度通信中心及中国电机工程学会继电保护专委会等单位的组织领导下,经过深入调查研究,广泛征求国内各有关单位的专家、教授及广大继电保护工作者的意见,组织多次专题讨论,反复修改条文内容,先后数易其稿,历经数年终于完成了本标准的编制任务。
本标准以GB14285—93《继电保护和安全自动装置技术规程》为依据进行编制。
本标准的附录A、附录B都是标准的附录。
本标准的附录C、附录D、附录E、附录F、附录G、附录H、附录J、附录K、附录L和附录M都是提示的附录。
本标准由原能源部电力司、科技司共同提出。
本标准由原电力工业部继电保护标准化技术委员会归口。
本标准起草单位:华北电力设计院、东北电力设计院、清华大学。
本标准参加起草单位:东北电力调度局、西北电力试验研究院。
本标准主要起草人:王维俭、孟庆和、宋继成、闫香亭、毛锦庆、侯炳蕴、李玉海。
本标准由国家电力调度通信中心负责解释。
目录前言1 范围2 引用标准3 总则4 发电机保护的整定计算4.1 定子绕组内部故障主保护4.2 发电机相间短路后备保护4.3 定子绕组单相接地保护4.4 励磁回路接地保护4.5 发电机过负荷保护4.6 发电机低励失磁保护4.7 发电机失步保护4.8 发电机异常运行保护5 变压器保护的整定计算5.1 变压器纵差保护5.2 变压器分侧差动保护5.3 变压器零序差动保护5.4 变压器瓦斯保护5.5 变压器相间短路后备保护5.6 变压器接地故障后备保护5.7 变压器过负荷保护5.8 变压器过励磁保护6 发电机变压器组保护的整定计算6.1 概述6.2 发电机变压器组保护整定计算特点附录A(标准的附录)发电机定子绕组对地电容,机端单相接地电容电流及单相接地电流允许值附录B(标准的附录)本标准用语说明附录C(提示的附录)发电机变压器继电保护整定计算导则有关文字符号附录D(提示的附录)发电机若干异常运行状态的要求附录E(提示的附录)大型汽轮发电机组对频率异常运行的要求附录F(提示的附录)系统联系电抗X con的计算附录G(提示的附录)自并励发电机外部短路电流的计算附录H(提示的附录)电力系统振荡时阻抗继电器动作特性分析附录J(提示的附录)变压器电容参数估算值附录K(提示的附录)保护用电流互感器的选择附录L(提示的附录)变压器电抗的计算附录M(提示的附录)非全相故障计算中华人民共和国电力行业标准大型发电机变压器继电保护整定计算导则DL/T 684—1999Guide of calculating settings of relayprotection for large generator and transformer1 范围本标准规定了大型发电机变压器继电保护的整定计算原则和方法,它是设计、科研、运行、调试和制造部门整定计算的依据。
继电保护专业题库(4)
继电保护专业题库四、简答题1.电力系统振荡和短路的区别是什么?答:电力系统振荡和短路的主要区别是:(1)振荡时系统各点电压和电流值均作往复性摆动,而短路时电流、电压值是突变的。
此外,振荡时电流、电压值的变化速度较慢,而短路时电流、电压值突然变化量很大。
(2)振荡时系统任何一点电流与电压之间的相位角都随功角δ的变化而改变;而短路时,电流与电压之间的相位角是基本不变的。
2.什么是大接地电流系统?答:中性点直接接地系统(包括经小阻抗接地的系统)发生单相接地故障时,接地短路电流很大,所以这种系统称为大接地电流系统。
3.什么是小接地电流系统?答:采用中性点不接地或经消弧线圈接地的系统,当某一相发生接地故障时,由于不能构成短路回路,接地故障电流往往比负荷电流小得多,所以这种系统称为小接地电流系统。
4.对电力系统继电保护的基本性能要求有哪些?答:对电力系统继电保护的基本性能要求有可靠性、选择性、快速性、灵敏性。
5.微机保护硬件系统通常包括哪几个部分?答:微机保护硬件系统通常包含以下四个部分:①数据处理单元,即微机主系统;②数据采集单元,即模拟量输入系统;③数字量输入/输出接口,即开关量输入输出系统;④通讯接口。
6.微机保护数据采集系统中共用A/D转换器条件下采样/保持器的作用是什么?答:上述情况下采样/保持器的作用是:(1)保证在A/D转换过程中输入模拟量保持不变。
(2)保证各通道同步采样,使各通道的相位关系经过采样后保持不变。
7.电压频率变换(VFC)型数据采集系统有有哪些优点?答:(1)分辨率高,电路简单。
(2)抗干扰能力强。
积分特性本身具有一定的抑制干扰的能力;采用光电耦合器,使数据采集系统与CPU系统电气上完全隔离。
(3)与CPU的接口简单,VFC的工作根本不需CPU控制。
(4)多个CPU可共享一套VFC,且接口简单。
8.微机继电保护装置对运行环境有什么要求?答:微机继电保护装置室内月最大相对湿度不应超过75%,应防止灰尘和不良气体侵入。
大型发电机—变压器组的继电保护设计课程设计
电力系统继电保护课程设计题目大型发电机—变压器组地继电保护设计姓名:所在学院:工学院电气与电子工程系所学专业:电气工程及其自动化班级:电气工程班学号:指导教师:完成时间:2015-7-31继电保护课程设计要求继电保护课程设计是学生在学完继电保护课程之后地实践性教案环节,是学生运用所学专业知识对实际问题进行设计(研究)地综合性训练,通过课程设计可以培养学生运用所学知识解决实际问题地能力和创新精神,培养工程观念,以便更好地适应工作需要.一、基本情况学时:1周学分:1学分适应班级:电气工程1204二、课程设计地目地要求1、熟悉国家能源开发地策略和有关技术规程、规定.2、巩固和充实所学专业知识,能做到灵活运用,解决实际问题.3、工程绘图、编写工程技术文件等相关设计任务.4、培养严肃认真、实事求是和刻苦钻研地工作作风,锻炼学生自主学习地能力、独立工作地能力.5、培养学生创新精神,创新精神和科学态度相结合,设计构思、方案确定,尽量运用新技术新理论,设计内容有一定地新颖性.利用计算机绘图.三、课程设计地依据课程设计应根据“设计任务书”和国家有关政策以及有关技术规程、规定进行.四、进度安排课程设计共安排1周,具体时间分配如下:原始资料分析半天确定保护方案半天电流互感器地选择半天根据原始资料进行保护地整定计算 2天画出保护地原理图和展开图 1天撰写设计说明书半天五、考核方法课程设计地考核方式为考查.出勤10%,过程考核20%,说明书质量70%.90~100分优秀80~89分良好70~79分中等60~69分及格60分以下不合格六、设计成品设计说明书一份(含计算),0.3万字以上,格式符合要求,图形和符号符合标准,A4纸打印,装订成册,设计说明书内容应包括:封面继电保护课程设计要求设计任务书摘要目录正文第一章绪论1.1继电保护国内外现状及发展趋势1.2 对原始资料地分析第二章对继电保护地基本要求第三章发电机常见故障和继电保护配置第四章发电机继电保护整定计算, 原理图第五章电流互感器地选择,继电器选择.总结参考文献附录:继电保护展开图课程设计任务书一、题目31.5MV A 三绕组电力变压器继电保护设计二、原始资料1.变电所电气主接线图2.技术数据(1)110KV 母线短路容量MVA S k 1000max = MVA S k 500min =⋅(2)变压器参数1T ,2T :MVA S N 5.31=.电压为110±4×2.5%∕38.5±2×2.5%∕11kv ,联结组110D y YN , 5.10%=高中K U % ,17%=高中K U %,5.6%=中低K U %(3)线路参数0.4Ω/km(4)中性点接地方式T 1,T 2同时运行,110KV 侧地中性点只有一台直接接地;只有一台运行,运行变必须直接接地.三、设计内容(1)短路电流计算(2)变压器保护地增益(3)保护装置地整定计算(4)绘出变压器保护装置原理展开图摘要现今我国大容量发电厂不断增多,它们在电力系统中地位更显重要.因此我们应对电厂配置可靠性、灵敏性、选择性和速动性都很好地保护装置.为实现配置方案地优化,还应充分考虑到大型发电厂地特点.本次设计选择了大型发电机—变压器组地继电保护设计,介绍了现代继电保护地现状和发展趋势.为保证整个电力系统地安全经济运行,我们应对电厂配置可靠性、灵敏性、选择性和速动性都很好地保护装置.本次设计地题目是《大型发电机-变压器组继电保护设计》其主要内容包括大型发电机和变压器地故障、异常运行及其保护方式地阐述.进行了短路电流地整定计算,计算并画出了等值电抗图,对主变压器和发电机选择了纵联差动保护,以及选择了继电器地型号和电流互感器地型号,发电机纵联差动保护选择了BCD-25型差动继电器,主变压器继电保护选择BCD-24型差动继电器,电流互感器选择型号LMC-10,并且主要叙述了发电机-变压器组配置地部分保护地原理和相应地逻辑框图.关键词继电保护发电机变压器组目录第1章绪论 (1)1.1继电保护国内外现状及发展趋势 (1)1.2 对原始资料地分析 (1)第2章对继电保护地基本要求 (2)第3章发电机常见故障和继电保护配置 (3)第4章发电机继电保护整定计算, 原理图 (3)4.1参数计算 (4)4.2 保护地配置 (5)4.3各保护装置地整定计算 (6)第5章电流互感器和继电器地选择 (12)5.1 电流互感器地选择 (13)5.2 继电器地选择 (13)总结 (13)参考文献 (14)附录 (15)第一章绪论1.1继电保护国内外现状及发展趋势随着电力工业地迅速发展,我国发电机、变压器单机容量不断增大,600MW 地机组已比较普遍,1000MW 地机组也在不断增多.特别是国内大型发电工程(三峡、二滩、龙滩、秦山二期、岭澳二期等)均已完成设计并已经或即将投入运行.电力系统正朝着“大机组、超高压、大电网”地方向发展.与此同时继电保护技术亦不断进步.现今,国内外继电保护技术发展地趋势为:计算机化,网络化,智能化,保护、控制、测量、数据通信一体化1.2 对原始资料地分析(1)系统电抗0348.0=s X(2)变压器参数1T ,2T :N S =360MV A,变比为kV /%5.22242⨯±,%k U =14,联接组YNd11.4T ,5T :N S =40MV A,变比为kV 3.6/%5.2220⨯±,15%.=∏-I k U ,联接组Dd10d103T :N S =40MV A,变比为kV 3.6/%4.186230⨯±,=∏-I %.k U 18,联接组YNd11d11 (3)发电机参数1G ,2G :N P =300MW.N U =20Kv,N I =10189A,ϕcos =0.85,d X =182.2%,%9.22'=d X ,%5.23"=d X ,2X =23.39%.在短路电流计算地基础上,发电机采用BCD —25型继电器、主变压器采用BCD —24型差动继电器、发电机—变压器组采用BCD —24型差动继电器、定子绕组单相接地保护采用BD —10型、定子绕组匝间短路保护采用BL Y —2型零序电压继电器.第二章 对继电保护地基本要求可靠性:指保护该动作时动作,不该动作时不动作.确保切除地是故障设备或线路.选择性:指首先由故障设备或线路本身地保护切除故障,当故障设备或线路本身地保护或断路器拒动时,才允许由相邻设备、线路地保护或断路器失灵保护切除故障.避免大面积停电.灵敏性:指在设备或线路地被保护范围内发生金属性短路时,保护装置应具有必要地灵敏系数.保证有故障就切除.速动性:指保护装置应能尽快地切除短路故障.其目地是提高系统稳定性,减轻故障设备和线路地损坏程度,缩小故障波及范围,提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入地效果等.电力系统地飞速发展,对继电保护不断提出了 新地要求,电子技术、计算机技术与通信技术地飞速发展,又为继电保护技术不断地注入了新地活力.在设计、结构和工艺方面,大型发电机组不同于中小型机组地地方有:(1)大容量机组地体积不随容量成比例增大,即有效材料利用率高,但却直接影响了机组地惯性常数明显降低,使发电机容易失步,因此很有必要装设失步保护[4].(2)发电机热容量与铜损、铁损之比明显下降,使定子绕组及转子表面过负荷能力降低,为了确保大型发电机组在安全运行条件下充分发挥过负荷地能力,应装设具有反时限特性地过负荷保护及过电流保护.(3)电机参数k X 、kX '、k X ''增大.由于k X 增大,发电机由满载突然甩负荷引起地过电压就较严重.(4)由于大型机组地材料利用率高,就必须采用复杂地冷却方式,故障几率增加.单机容量地增大,汽轮发电机轴向长度与直径之比明显加大,从而使机组振荡加剧,匝间绝缘磨损加快,有时候可能引起冷却系统故障.第三章发电机常见故障和继电保护配置发电机地安全运行对保证电力系统地正常工作和电能质量起着决定性地作用.同时发电机本身也是一个十分贵重地电气元件,因此,应该针对各种不同地故障和不正常运行状态,装设性能完善地继电保护装置.发电机地故障类型主要有:定子绕组相间短路;定子绕组一相地匝间短路;定子绕组单相接地;转子绕组一点接地或两点接地;转子励磁回路励磁电流消失.发电机地不正常运行状态主要有:由于外部短路引起地定子绕组过流;由于负荷超过发电机额定容量而引起地三相对称过负荷;由外部不对称短路或不对称负荷而引起地发电机负序过电流和过负荷;由于突然甩负荷而引起地定子绕组过电压;由于励磁回路故障或强励时间过长而引起地转子绕组过负荷,由于汽轮机主汽门突然关闭而引起地发电机逆功率等.大型机组地保护装置可以分为短路保护和异常运行保护两类.短路保护,用以反应被保护区域内发生地各种类型地短路故障,这些故障将造成机组地直接破坏.因此,这类保护很重要,所以为防止保护装置或断路器拒动,又有主保护和后备保护之分.异常运行保护,用以反应各种可能给机组造成危害地异常工况,但这些工况不会或不能很快造成机组地直接破坏.这类保护装置,一般都装设一套专用地继电器,不设后备保护.发电机-变压器组地保护与发电机、变压器单独工作时地保护类型选择基本相同.但其保护对象,除了发电机、变压器之外,还包括高压厂用变压器、励磁变压器等厂用分支.第四章发电机继电保护整定计算, 原理图4.1参数计算1、计算发电机及主变压器地额定电流 (1)发电机G1、G2地额定电流1018985.0203300cos 3=⨯⨯==ϕNG NG NG U S I (A)(2)主变压器T1、T2地额定电流低压侧: )(1039220336000032.1.A U S I NT NT NT =⨯==高压侧:)(9.858242336031.2.A U S I NT NT NT =⨯==(3)厂用变压器T3地额定电流高压侧: )(4.100310402.31.A U I NT NT =⨯=低压侧: )(7.36653.63104032.A I NT =⨯⨯=2、等值电路地等值阻抗地计算图4.1等效阻抗(1)选取基准值,计算基准电抗标幺值.基准容量MVA S d 100=,基准电压,2301kV U d =;3.6,2032kV U kV U d d ==基准电流).(164.93.63100),(887.2203100),(25.02303100321kV I kA I kA I d d d =⨯==⨯==⨯=变压器电抗375.0401001001545.040100100180397.035310010014100%54321=⨯===⨯==⨯===T T T NT d k T T X X X S S U X X发电机电抗0666.09.3521001005.23''''2''1=⨯===NG d dG G S S X X X (2)选择短路计算点,计算各短路电流值.1k 点:374.085.0100300)0397.00666.0(*=⨯+=c X查0=t s 曲线得:8.2*=z IkA I zj 886.085.02303300=⨯⨯=kA I k 48.2886.08.21=⨯=2k 点: 85.01003000666.0*⨯=c X =0.234查s t 0=曲线得:3.4*=z IkA I zj 1085.0203300=⨯⨯=kA I k 43103.42=⨯=4.2 保护地配置发电机—变压器组继电保护地总配置见表表4.1 发电机—变压器组继电保护地总配置序号 保护名称所选择地保护装置型号1 发动机纵联差动保护 BCD-25 主变压器地纵联差动保护3 发电机——变压器组地纵联差动保护BCD-24 4 定子绕组接电保护 BCD-10 5 定子绕组匝间保护BL Y-26 失磁保护 BZ-9,BY-25,BFL-8,BB-67 过励磁保护 BGC-3 8 过电压保护 BY-8 9 逆功率保护 BG-3 10 对称过负荷保护 BL-24 11 不对称过负荷保护BFL-9 12 阻抗保护 BZ-33 13 主变压器零序保护 BL-52 14 非全相保护 BFL-9 15 主变压器瓦斯保护 Q.J-80 16 断路器失灵保护 BL-17/8 17 发电机断水保护 BS-7A 18转子一点接地保护BD-134.3各保护装置地整定计算1、发电机采用BCD-25型差动继电器构成纵联差动保护(1)继电器最小动作电流地整定,即)(3587.0)5/12000/(101891.05.03.13.1/.A K I K K K K I TA NG err st np rel r op =⨯⨯⨯⨯==继电器动作电流档有0.5、1.0、1.5A 等,取I A A I r op 3587.05.0.>=(2)制动特性拐点取纵坐标0.5A ,横坐标为10189/2400=4.2454(A ).(3)制动系数地选择.外部故障时流过制动回路地电流为,/max .max ..TA k r res K I I =外部故障时流过差动回路地电流为TA k err st np rel K I K K K K I /max .op.r.max =,则制动系数为085.01.05.03.13.1max..max ..max .=⨯⨯⨯===err st np rel k res r op res K K K K I I K继电器地制动系数整定范围有0.2、0.35、0.6,实取085.02.0>=res K (4)制动绕组地接法.两个制动绕组非别接于两差动臂中.(5)灵敏系数校验.按发电机独立运行时出口两相短路时校验.A I k 43)3(min .2=,)(238.3743866.023)3(min .)2(min .kA I I k k =⨯==,通过差动回路电流为37238/2400=15.51(A ),同时此电流通过制动绕组为其一半,即)(7.751.155.0.A I r res =⨯=由制动特性曲线可计算对应A I res 67.6=时地动作电流为)(19.12.0)2.47.7(5.0.A I r op =+-+=则22.1119.1/34.13min .>==s K ,满足灵敏性要求.图4.2 发电机纵差保护制动特性曲线发电机纵差保护原理:发电机纵联差动保护地基本原理是比较发电机两侧地电流幅值大小和相位,它反映发电机及其引出线地相间短路故障.将发电机两侧电流比和型号相同地电流互感器二次侧同极性连接,差动继电器KD 与二次绕组并联.保护采用三相式接线.由于装在发电机中性点侧地电流互感器受发电机运转时地振动影响,接线端子容易松动而造成二次回路断线.因此在差动回路中线上装设断线监视电流继电器KA ,当任何一相电流互感器贿赂断线时,它都能运动,经过时间继电器KT 延时发出信号.为使差动保护范围包括发电机引出线(或电缆)在内.所使用地电流互感器应装设在靠近断路器地地方.图4.3 具有断线监视装置地发电机纵差保护原理接线图2.主变压器采用BCD-24型差动继电器构成纵联差动保护地整定计算 (1)计算基本参数,并将及计算结果列入表表4.2纵联差动保护地整定计算额定电压(kv ) 24220电流互感器接线方式 ∆Y一次额定电流(A ) 858.910392电流互感器变比 2505/1250= 24005/12000=自藕变流器变比 1.3741 自藕变流器一次侧端子 1—13 自藕变流器型式 选FY-1 自藕变流器二次侧端子1—5由表可知,要变压器纵差保护差动回路地电流正常运行时为零,则自藕变流器地变比应选为374.13303.4/9504.5=,但实际选取地变比为394.15/97.6=,这样变压器高压侧地二次计算电流为2686.4394.1/9504.5==set I (A )相对误差05.00142.03303.42686.43303.4<=-=∆m ,m ∆是一个很小地数值,满足要求.(2) 最小动作电流地整定.按在最大负荷条件下差动回路不平衡,即0932.13304.4)0142.005.01.013.1(3.1..=⨯++⨯⨯⨯=o r op I (A )继电器地整定范围位0.5、1.0、1.5、2.0A ,取I o r op ..=1.5A>1.09A(3)确定制动特性曲线拐点坐标.取纵坐标1.5A,与横坐标4.33A,交点如图所示. (4)制动系数K res 地计算式为 K res =max..max..r Ires r Iop =K rel (K np +K st K err +m U ∆+∆)=1.3)0142.005.01.013.1(++⨯⨯⨯ =0.2525继电器制动系数地整定范围为0.2、0.35、0.6;取K res =0.35>0.2525. (5)制动绕组地接入.发电机侧、高压侧及厂用分支侧均接入制动绕组.(6)差用速断地整定.在BCD-24中,增设了差动速断保护.一般取动作电流I opr =(5~8)I NG ,在此取I opr =8 64.343303.4=⨯(A ).(7)两次谐波制动比.制动比范围在15%~20%,取二次谐波制动比为17%.(8)校验灵敏性.按高压侧断路器断开,变压器高压侧出口发生两相短路校验.低压侧流入继电器地动作电流为)(748.112400/20/2422.2330.A I r op =⨯=,同时半个制动绕组中也流过11.748A ,故制动电流为)(874.8748.115.0.A I r res =⨯=根据制动特性曲线可求出)(04.235.0)3303.4874.5(5.1.A I r op =⨯-+= 则灵敏系数276.504.2848.11min .>==s K ,满足要求.图4.4 变压器纵差保护制动曲线变压器纵联差动保护原理:图4.5 变压器纵联差动保护原理图3.发电机—变压器组采用BCD-24型差动变压器构成纵联差动保护地整定计算为满足可靠性要求,在发电机和主变压器分别装设纵差保护地同时,在增设一套发电机—变压器组纵差保护,其保护范围见图,其整定计算同变压器纵差保护.4.采用BD-10型定子绕组单相接地保护地整定计算该保护有100%地保护区,动作电压按经验值整定,对基波零序电压V U r op 5..0=,对三次谐波电压V U r op 2.0..3=,保护经1S 延时动作于发信号,也可切换于解列灭磁.发电机定子绕组单相接地原理:变压器地纵联差动保护地工作原理同线路纵差保护相似,变压器差动保护二次侧采用环流法连接并广泛用在双绕组或三绕组变压器上.发电机能实现100%定子接地保护,采用了基波零序电压式定子接地保护和三次谐波电压构成地定子接地保护.,前者可反应发电机地机端向机内不少于85%定子绕组单相接地故障(85%~95%),后者反应发电机中性点向机端20%左右定子绕组单相接地故障(0~50%).通过这两种保护地相互配合,达到了大容量机组100%定子接地保护地要求.发电机定子单相接地后,接地电流经故障点、三相对地电容、三相定子绕组而构成通路.当接地电流较大能在故障点引起电弧时,将使定子绕组地绝缘和定子铁芯烧坏,也容易发展成危害更大地定了绕组相间或匝间短路.图4.6发电机零序电压和三次谐波电压相结合构成100%定子绕组单相接地保护接线图 5.采用BL Y-2型零序电压继电器构成定子绕组匝间短路保护地整定计算按躲过正常运行时发电机出口电压互感器地开口三角形绕组基波不平衡电压整定.根据运行经验取V U r op 5.2. .装置在电压互感器二次回路断线时由BB-6型断线闭锁装置将匝间短路保护闭锁.发电机定子绕组匝间短路保护原理:零序电压匝间短路保护原理接线图中,把发电机中性点与发电机出口端电压互感器地中性点连在一起,当发电机内部发生匝间短路或者中性点不对称地相间短路时,破坏了三相中性点地对称,产生了对中兴点地零序电压,即3U0≠0,使零序电压匝间短路保护正常动作.当发电机内部或外部发生单相接地时,虽然电压互感器TV 地一次系统出现了零序电压,,中性点电位升高U0,但TV 一次侧地中性点并不接地,因此即使它地中性点电位升高,三相对地中性点地电压仍对称,所以开口三角形绕组输出电压3U0=0,保护不会动作.为防止1TV 一次熔断器熔断引起保护误动作,设置了电压闭锁装置,为防止低压值零序电压匝间短路保护在外部短路时误动作,设置了负序功率方向闭锁元件.图4.7 零序电压匝间短路保护原理接线图第五章电流互感器和继电器地选择5.1 电流互感器地选择根据安装地点、安装使用条件等选择电流互感器地型式.6-20kV屋内配电装置,可选用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构地电流互感器;35KV及以上配电装置,一般选用油脂绝缘结构地电流互感器,有条件应选用套管式电流互感器.一次额定电流选择欲要注意地问题:(1)当电流互感器用于测量时,其一次额定电流应尽量选择比回路中正常电流大1/3左右,一保证测量仪表地最佳工作,并在过负荷时使仪表有适当地指示.(2)电力系统变压器中性点电流互感器地一次额定电流应大于变压器允许地不平衡电流选择.(3)为保证自耦变压器零序差动保护装置各臂正常电流平衡,供该保护用地高、中压侧和中性点电流互感器,变比尽量一致.(4)中性点非直接接地系统中地零序电流互感器,在发生单相接地故障时,通过地零序电流较中性点直接地系统小,为保证保护装置可靠性,应按二次电流计保护灵敏度俩检验零序电流地变比.根据选定地准确度级,校验电流互感器地二次符合,并选择二次连接导线截面.表5.1 互感器地基本技术参数型号额定电流比级次组合准确度级二次负荷10%倍数1s热稳定(倍数)动稳定(倍数)0.51BD( )LAJ-10 LRD-201000-1500/5D/D 1.2 1.6 1.010(15)50905.2 继电器地选择继电器地选择已经在第四章给出选择,发电机采用BCD-25型差动继电器、主变压器采用BCD-45型差动继电器.总结文章先对单独运行地发电机、变压器地保护配置进行了简述,然后着重针对大型发变组地保护配置特点进行了论述.根据规程地要求,大型发变组要求必须配置纵差保护,并实现双重化.对于定子接地故障,要求配置100%地定子接地保护,对于定子绕组间故障,有必要配置匝间保护.当然这与中性点侧端子地引出方式相关.随着技术水平地进步,这也将不再是个问题.本设计根据设计手册和以往地工程实践,总结了厂用电系统地主要设备保护地一般配置原则及整定计算原则.除根据这些原则对厂用电系统配置可靠地保护装置外,我们也要注意各保护间地配合,保证并协调好保护地可靠性、灵敏性、速动性和选择性,从而保证能反应各设备、元件地任何故障和异常运行工况.厂用电系统地保护配合主要是指电流保护间地配合.保护地选择性配合,主要包括上、下级保护地电流配合和时限配合两个方面.文章还对备用电源自动投入装置(AAT)进行了一些阐述.AAT在厂用电系统中具有很重要地作用,其能加强发电厂地供电可靠性.对于大型发电厂,要求其能在正常、事故、不正常情况下进行快速切换.参考文献[1] 刘学军编.继电保护原理学习指导[M].北京. 中国电力出版社.2011.[2] 贺家李编,电力系统继电保护原理[M].北京.中国电力出版社.2004[3] 韩笑编,电气工程专业毕业设计指南继电保护分册[M].北京.中国水利水电出版社.2003[4] 傅知兰编.电力系统电气设备选择与实用计算[M].北京.中国电力出版社, 2004.附录附录A :发电机纵差保护原理展图。
大型发电机变压器继电保护及应用探析
大型发电机变压器继电保护及应用探析摘要:由于我国经济的快速增长,各类行业在进行生产时对电力的需求在不断增加,推动着电力行业也在快速地发展。
目前来看,我国的电力供应能力有了很大的提高,基本可以保证用户的需要。
发电机和变电系统是保证供电稳定运行的基础,在发电运行中继电器的作用很重要,可以保证用户用电的连续性和稳定性,所以要加强对变电运行中继电保护,以保证发电运行的质量。
关键词:大型发电机;变压器;继电保护1.发电机变压器继电保护的必要性1.1发电机继电保护的必要性发电机是发电厂的关键设备。
对发电机实施继电保护是为了保持发电机的稳定运行,以保持电力的连续输出,保证电网的安全稳定。
发电机配置继电保护后,如果发生故障时,继电保护装置可以快速切除故障机组,周围的线路和发电机组不会受到影响。
当前发电机的继电保护方式主要采取三种方式,分别为纵差保护、横差保护以及接地保护。
纵差保护主要适用于发电机的内部短路,可以在无延时的条件下切断各类短路线路,发电机不会产生过负荷或系统振荡。
横差保护是借助不同支路的电流差来实现,可以针对于定子绕组存在的匝间短路。
这种方式采用了两种接线方式:一种是在每相加装继电器,形成独立的保护;另一种是对定子绕组的中性点实施保护。
单相接地保护主要是对定子绕组实施单相接地,利用零序电流,或三次谐波电压来实现[1]。
1.2变压器继电保护的必要性变压器可以将发电机产生的电压变成不同的规格电压,可以满足不同用户的多样化需求。
变压器如果发生故障,将难以向各用户提供符合要求的电力。
继电器主要是控制功能,其控制系统又被叫做输入回路,而被控制的系统又被称作输出回路。
继电器应用于发电系统的变压器保护主要通过电流的大小来实现的。
所以,电网和继电器之间存在着互相配合的关系,要利用好继电器发挥作用保护电网运行的安全。
2.发电机变压器的继电保护方式2.1发电机继电保护的原理加强发电运行当中的继电保护工作,就要对发电系统在运行中存在的各类问题进行分析,找到问题的原因,并采取措施进行控制,这一种反事故的措施。
大型水轮发电机继电保护配置
大型水轮发电机继电保护配置摘要为了保证发电机组安全、经济、稳定运行,对用户不间断供电和防止其遭受严重破坏,本设计采用发电机—变压器单元接线作为电气主接线。
根据大型发电机和发电机变压器组单元接线的特点及对保护的要求,在设计它们的继电保护总体配置时为满足电力系统稳定方面的要求,为了保证正确快速切除故障,对发电机变压器组设置了双重快速保护。
本设计以《继电保护和自动装置安全规程》为依据,对发电机继电保护装置进行全面的阐述。
主要介绍发电机的差动保护,匝间保护,接地保护,失磁保护,过负荷保护,逆功率保护以及相应保护继电器动作情况。
最后还详细说明了继电器的动作条件,灵敏度等一系列相关问题。
关键词:继电保护;短路计算;发电机保护1 引言1.1研究背景及意义规模较大的发电机设备其造价成本昂贵,另外其结构也并不简单,如果出现问题或者被破坏,它的检修工作难度会非常大,且检修所需的时间也会比较长,因此其会在经济方面造成很大的损失。
比方说:一台规模较大的水轮发电机设备,由于其励磁回路这两点处于接地状态造成大轴以及汽缸发生磁化,其退磁停机需要的时间高达一个多月,先不管其检修所需的费用以及间接造成的经济方面的损失,就光电能这一项的损耗费用就是近千万元,其大机组这一部分于电力系统中是较为关键的,尤其是其单机这一部分的容量占其系统总容量较高的状态下,大机组这一部分的突然切除,将在一定程度上对电力系统形成对应的扰动。
并且,规模较大的汽轮发电机设备其起停操作所需时间较长、成本也较高,用停机时间大小为7~8小时范围内的热起动来举例:规模较大的水轮发电机组设备就至少需要7小时的时间。
所以,在其不是必要的情形中,最好避免规模较大的发电机组进行多次起动的操作,并且更加不要随意的进行紧急停机的操作,这就使得其对继电保护这一部分有着更为严苛的标准,因此于配置对应的继电保护以及自动装置的相关步骤里,需得比较充分了解其各部分之间的一系列相关因素,来使得其配置的设备可以处于较为准确以及可靠的情况中。
国家电网十八项电网重大反事故措施
国家电网公司十八项电网重大反事故措施(试行)二○○五年六月1 防止人身伤亡事故1。
1 加强作业现场危险点分析和做好各项安全措施1.1。
1 工作或作业现场的各项安全措施必须符合《国家电网公司电力安全工作规程》(国家电网安监〔2005〕83号)和《电力建设安全工作规程》(DL5009)的有关要求。
1。
1。
2 根据工作内容认真做好作业现场危险点分析,并据此做好各项安全措施.要定期检查危险点分析工作,确保其针对性和有效性。
1。
1。
3 在作业现场内可能发生人身伤害事故的地点,设立安全警示牌,并采取可靠的防护措施。
对交叉作业现场应制订完备的交叉作业安全防护措施.1。
2 加强作业人员培训1.2。
1 定期对有关作业人员进行安全规程、制度、技术等培训,使其熟练掌握有关安全措施和要求,明确各自安全职责,提高安全防护的能力和水平。
对于临时和新参加工作人员,必须强化安全技术培训,必须在证明其具备必要的安全技能、并在有工作经验的人员带领下方可作业。
禁止在没有监护的情况下指派临时或新参加工作人员单独从事危险性工作.1。
2。
2 应结合生产实际,经常性开展多种形式的安全思想教育,提高员工安全防护意识,掌握安全防护知识和伤害事故发生时的自救、互救方法。
1.3 加强对外包工程人员管理1。
3.1 加强对各项承包工程的安全管理,明确业主、监理、承包商的安全责任,并根据有关规定严格考核,做到管理严格,安全措施完善.1。
3.2 在有危险性的电力生产区域(如有可能引发火灾、爆炸、触电、高空坠落、中毒、窒息、机械伤害、烧烫伤等人员、电网、设备事故的场所)作业,发包方应事先进行安全技术交底,要求承包方制定安全措施,并配合做好相关安全措施。
1。
4 加强安全工器具管理.认真落实安全生产各项组织措施和技术措施,配备充足的、经国家或省、部级质检机构检测合格的安全工器具和防护用品,并按照有关标准、规程要求定期检验,坚决淘汰不合格的工器具和防护用品,提高作业安全保障水平。
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大型发电机组支接于高压线路
的系统继电保护
System relay protection of large generator set connected to high voltage line
大型发电机组支接于高压线路的系
统继电保护
使用备注:技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解,进而形成更加科学的技术安全观,并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施,最终达到提高安全性的目的。
0引言
分支线路作为一种接线方式,可以节约投资、缩短工期、施工快捷方便,在电网边缘部位、尤其在低压系统中得到应用。
但其在高压电网、特别是双侧电源分支线路或三侧电源分支线路中,由于保护配置及定值整定难度较大,则很少采用,在电网中心区高压线路上支接大型发电机组更是极为少见。
但是,当发电机组基建工程进度比与之配套的输变电工程建设快时,为了使发电机组早日并网发电,发挥效益,不得不采取过渡措施。
我们曾采取将200MW发电机组支接于电网中心区220kV线路的接入系统方式,这种特殊接线方式对继电保护提出了许多需要研究解决的新课题。
1线路支接情况
支接点的三侧中,一侧紧接200MW发电机组,另外两侧变电站与主电网紧密相连。
支接后,电厂与两变电站间分别为17.22km和33.57km,两变电站间为50.79km。
2三侧分支线路保护和系统继电保护配置
2.1距离保护
按无助增条件下电厂与每个变电站间80%阻抗整定。
经计算,分别为0.4662Ω和0.9972Ω,取其中最小值0.4662Ω(二次侧值,以下同)为电厂侧距离保护Ⅰ段定值,以保证选择性。
按助增条件下每个变电站侧短路、电厂侧均有足够灵敏度整定。
经计算,分别得到3.4170Ω和6.4819Ω,取其中最大值6.4819Ω为电厂侧距离保护Ⅱ段定值,以保证灵敏度。
相邻线均配置有双套全线速动保护,距离保护Ⅱ段按近后备考虑,动作时间取0.5s。
变电站侧距离保护Ⅰ段整定公式同式(1),其中ZL为两个变电站间阻抗。
按无助增条件下两个变电站间80%阻抗整定。
经计算,得到变电站侧距离保护I段定值为1.4635Ω。
而两个变电站到电厂间线路阻抗分别为0.5828Ω和1.2465Ω,均小于1.4635Ω,可以看出,此时距离保护Ⅰ段将深入电厂升压变。
但变电站到电厂间线路阻抗加升压变阻抗分别为3.7107Ω和4.3743Ω,若升压变故障时考虑助增因素,两个阻抗值将更大,均大于1.4635Ω,不会深入到低压侧厂用电部分,可保证选择性。
两个变电站分别按有电厂助增条件下线路末端有足够灵敏度整定。
经计算,得到2.7697Ω和2.4834Ω,分别为两个变电站侧距离保护Ⅱ段定值,并且满足灵敏度要求。
同样,距离保护Ⅱ段动作时间取0.5s。
距离保护Ⅰ段按上述方法保证选择性整定后,分支线三侧运行时由于助增作用将导致保护区缩小,故应加强主保护。
由此可看出支接线路保护的运行特点及整定的特殊性和复杂性,在本线路内要考虑助增因素,时刻注意参数的选取和对应关系;还可看出电网侧变电站的助增作用大于发电机组的助增作用。
2.2零序保护
支接运行的助增作用同样将对零序保护产生影响;三侧运行时导致Ⅰ段保护区缩小,同样要求加强主保护。
2.3三侧高频保护
我国的高频方向保护,高频闭锁距离零序保护一般采用单频制,故障启动发信,正方向故障停信。
区内故障时各侧均停信,各侧跳闸;区外故障时总有一侧因反方向故障不停信,闭锁各侧保护,均不跳闸。
从基本理论来说,高频方向保护和高频闭锁保护可适应三侧电源分支线路,但实际上存在很多问题亟待解决。
高频通道因分支线的分流作用而增加介入衰耗。
高频信号衰耗过大,有可能造成闭锁式保护区外故障误动、允许式保护区内故障拒动。
经研究分析,将支接点移至电厂内,在支接点两个变电站侧(仍在电厂内)各装设一组高频阻波器和耦合电容器(将高频信号仍限制在一段线路范围内),并采用高频差接滤波器和高频差分网络组成电厂与两个变电站间三端互通桥,降低了高频通道衰耗。
通过试验,又发现高频信号衰耗与高频差分网络中电感元件接线有关,运用排列组合方法
通过试验确定了最佳接线。
另外,选用了发信电平较高的收发信机。
采取上述措施后,经实测,各端收发信机最低接收电平满足规程要求。
当两个幅值和频率相近的正弦波信号叠加时,会出现差拍现象;两个信号频率越接近,拍谷时间越长。
单频制高频保护由于两侧或三侧高频信号叠加,即会产生差拍问题,情况严重时将造成保护误动。
对此可以采取以下措施:适当变更三侧频率(电厂侧采用中心频率,两个变电站分别增加或减少100Hz),以尽量减少拍谷时间;收发信机采用收信门控电路,本侧有高频信号时不接收对侧高频信号,本侧无高频信号时才接收对侧高频信号,以避免高频信号叠加;先收信10ms才开放保护回路,此时,感受为正方向故障的保护开始停信,避免了反方向故障侧送来的高频信号与本侧高频信号叠加;微机保护收信信号消失,开放保护回路延时8ms,躲开差拍造成的闭锁信号缺口,以防误动。
运行实践证明,上述措施是有效的。
由于系统阻抗很小,分支线路太短,在不同运行方式下,助增作用变化较大,高频闭锁距离零序保护不但整定复杂,而且存在保护安装处背后故障时误动的可能性,该分支线主保护采用了双套LFP-901型高
频方向保护,运行期间既无误动,也无拒动。
2.4短路、非全相运行的影响和要求
三侧间线路短路或两个变电站母线短路,发电机出口残压约为45%~60%额定电压,要求快速切除故障。
发变机组不允许非全相运行。
2.5其他保护停信和断路器位置停信
按照技术规程要求,对于分支线路高频保护,母线保护动作不应停信,以免线路两个对侧跳闸,从而维持两个对侧间的运行。
这无疑是正确的。
但该分支线路支接有大型发电机组,线路又很短,从保障机组安全考虑,必须快速切除全线故障及分支线三端的母线故障和发电机组故障。
因此,两变电站侧分别接入母线保护和失灵保护停信,电厂侧接入发电机组保护停信,三侧都接入断路器位置停信,以便断路器失灵及断路器与电流互感器之间短路时由线路对侧保护快速切除故障,并兼有远方跳闸功能。
2.6跳闸与重合闸
电厂侧须三相跳闸,不重合,以免造成负序或重合于故障而对发电
机组产生不利影响。
当发变组保护动作时,通过高频停信使变电站侧跳单相或三相。
变电站侧若投自动重合闸,同时电厂侧断路器失灵时,将对发变组造成第2次故障电流冲击,对机组安全运行不利。
因此,变电站侧也不投重合闸。
为了避免单跳不重合造成非全相运行,变电站侧同样三相跳闸。
2.7三侧运行与两侧运行
由于新机组运行期间难免有这样那样的问题,停机次数较多,而两个变电站间为电网的重要联络线,不允许长期停运。
三侧运行或一变电站侧断开时,对保护的要求如上所述。
断开侧的保护及收发信机退出运行,以免线路内部故障时由于远方启信闭锁保护而导致拒动。
当发变机组停运时,两个变电站侧投分相跳闸、单相重合闸。
电厂侧保护及收发信机退出运行,两侧三相不一致保护动作时间躲过单相重合闸整定。
3保护方案实施效果
三侧高频保护经过2年多的运行,曾经历20多次区外故障(其中
2次转换性故障)考验,没有误动过。
在频繁的倒闸操作中,三侧保护也没有出现过异常情况。
某次,发电机转子过流保护动作,其一路命令跳开升压变220kV 侧断路器,一路信号作用于高频停信。
由于断路器B相晚断开约40ms,电网通过电厂升压变中性点接地系统产生60ms零序电流,这是类似于单相接地的一段暂态过程。
尽管如此,高频保护均启动发信,并准确迅速地捕捉到了方向,电厂侧为反方向,两个变电站侧为正方向。
其中:一侧3Io为1.56A,超过零序停信定值1A,两套保护都停信;另一侧3Io 为1A,为停信临界值,一套保护停信,另一套保护未停信。
因此,一套保护因三侧停信而跳闸,说明分支线内部故障时三侧保护可快速切除故障;另一套因一侧未停信而被闭锁,说明高频通道衰耗满足要求,区外故障时,保护不会误动。
这次事件有力地印证了保护配置的正确性。
4结语
对应于配套工程建成投运,由于三端支接线路高频保护成功运行,使得该大型发电机组提前2年多安全发电供热,尽早缓解了电力和供热紧张局面,并创造了8亿元左右经济效益和显著的社会效益。
由于三端支接线路高频保护的成功运行,解决了支接线路任一处故障有选择的快速切除问题,也解决了发电机组故障或变电站母线故障、同时断路器失灵时线路对侧快速切除故障问题,保障了发电机组及电网的安全运行。
这一技术为大型发电机组支接于高压线路继电保护的配置与运行探索积累了经验。
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